O presente trabalho apresenta uma investigação experimental sobre a influência da presença de uma zona de recirculação interna (ZRI) no processo de combustão de gás natural. Basicamente os experimentos foram conduzidos para verificar a influência da ZRI no limite de "blow out", balanço de energia e emissões de CO e NO. Um queimador com configuração especial foi projetado para permitir mudanças na intensidade da ZRI e os experimentos foram conduzidos em uma câmara de combustão horizontal refrigerada e de escala laboratorial. A intensidade da ZRI foi caracterizada pelo número de "swirl" e o número de Reynolds do jato de gás natural, ambos calculados pela geometria do queimador e condições dos escoamentos dos reagentes. Os resultados mostraram que aumentando o número de "swirl" é possível estender o limite de "blow out", principalmente para baixos números de Reynolds. Outra observação importante é a tendência da redução do NO quando a intensidade da ZRI aumenta e a emissão desse poluente não é muito influenciada pelo número de Reynolds do jato. Contudo, o número de Reynolds tem uma importante influência na emissão de CO, maior números de Reynolds aumentam o processo de mistura entre o ar e o jato de combustível por efeito de carreamento. Mas aumentando a intensidade de ZRI para minimizar a emissão de NO pode produzir altos níveis de CO. Desta forma, os resultados apontaram que a ZRI ideal para conciliar as emissões de CO e NO é uma solução de compromisso.

A combustão pulsante se apresenta como uma tecnologia promissora para atingir processos com melhor eficiência térmica com redução de emissão de alguns poluentes. Contudo, para o amadurecimento dessa tecnologia, faz-se necessário ainda pesquisas e desenvolvimentos tecnológicos para entender melhor os fenômenos envolvidos. Dentro desse contexto, o presente trabalho se propôs a estudar experimentalmente a influência do campo acústico na combustão de álcool em spray. Para esse experimento, foi projetado um queimador acústico com injetor centrífugo específico para essa tarefa. Os experimentos foram realizados em um combustor cilíndrico, vertical, com diâmetro de 25 cm, comprimento de 125 cm e refrigerado com água circulante em jaqueta. O campo acústico de ondas senoidais que excitou o combustor tinha pressão acústica entre 0 a 5kPa e a variação da freqüência entre 50 a 1300Hz. As medidas foram executadas nas freqüências de excitação do queimador. Os resultados mostraram que a presença do campo acústico pode reduzir consideravelmente as emissões de poluentes decorrentes de oxidação parcial como monóxido de carbono e hidrocarbonetos não queimados; contudo, para os óxidos de nitrogênio a redução desses só ocorre mediante algumas situações de oscilação e, sobretudo, em condições de combustão com elevado excesso de ar. Além disso, a equação da onda acústica foi calculada com as condições de contorno do experimento, concluindo-se que o deslocamento acústico é uma grandeza física melhor do que a freqüência para se estudar a combustão pulsante.

Pulsating combustion is a technique that directly intervenes in combustion processes modifying pollutant emissions and increasing thermal efficiency by varying pressure and temperature in the flame region. The pulsations accelerate mixture rate between oxidant and fuel, resulting in a more intense combustion process, with low fuel waste and potential for low emission of pollutants originated by partial combustion, such as carbon monoxide, unburned hydrocarbons, and soot. The flame structure is modified by introducing an acoustic field in the process, and the flame has its color changed from yellowish, with a high formation of soot, to bluish. This bluish color of the flame is a feature of premixed flames. The main focus of this work is to use acoustic field in order to promote a homogeneous mixture between oxidant and natural gas under extremely lean conditions, thereby trying to conciliate low emissions of both incomplete combustion products and NOx. Besides, a preliminary study was carried out in order to figure out how combustion instabilities could affect the combustion process. It was verified that combustion instability occurrence is strongly influenced by energy availability and flame velocity. Moreover, when considering pollutant emissions, it was noticed that when the maximum acoustic velocity overcame the flow velocity, there was inversion of pollutant emission behavior due to flow reversibility and deceleration. Therefore, acoustic displacement is the most important parameter to understand and control pollutant emissions. Furthermore, at some conditions, especially at low frequency, it was possible to reduce partial combustion product emissions without prompting NOx formation. .

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Durante a queima do carvÃo mineral sÃo gerados vÃrios tipos de resÃduos ou subprodutos (produtos da combustÃo do carvÃo, ou PCCs). Esses produtos incluem as cinzas volantes, as cinzas pesadas ou de fundo, a escÃria da caldeira, e o gesso do FGD - Flue Gas Desulfurization.Embora alguns PCCs sejam reutilizados como matÃria-prima para a construÃÃo civil, a maioria deles à depositada em aterros ou represas de contenÃÃo. AlÃm de ocupar vastas extensÃes de terra, existe uma grande preocupaÃÃo com o fato de que produtos quÃmicos tÃxicos dos PCCs podem dissolver na Ãgua e essa Ãgua poluÃda pode lixiviar, contaminando tanto Ãguas subterrÃneas quanto superficiais. Este trabalho teve como objetivo fabricar e caracterizar peÃas cerÃmicas a partir de resÃduos da extraÃÃo do granito Asa Branca, com adiÃÃo de produtos gerados pela combustÃo do carvÃo de uma usina termoelÃtrica. Foram avaliadas a microestrutura e algumas propriedades fÃsicas e mecÃnicas dessas peÃas. Os materiais utilizados foram granito Asa Branca e o subproduto da combustÃo do carvÃo mineral ( fornecido pela Energia de Portugal â EDP), nas concentraÃÃes de 10%p, 20%p e 30%p. Para a caracterizaÃÃo das amostras foram utilizadas as tÃcnicas de: DifraÃÃo de Raios-X, FluorescÃncia de Raios-X, Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV), AnÃlise TermogravimÃtrica (ATG). Para a determinaÃÃo das propriedades fÃsicas foram realizados os ensaios de ContraÃÃo Superficial e MÃssica; AbsorÃÃo de Ãgua e Microdureza Vickers. Os resultados obtidos permitem concluir que o uso de produto da combustÃo do carvÃo mineral como reforÃo em peÃas feitas com pà de Granito Asa Branca à tecnicamente viÃvel. / During the burning of mineral coal a series of different residues or byproducts (coal combustion products, or CCPs) are generated. These byproducts include fly ash, bottom ash, boiler slag, and flue gas desulfurization gypsum. Although some types of CCPs can be used as alternative raw materials for construction products, the majority of them are deposited in landfills or surface impoundments. Besides the occupation of large areas there is a major concern with the fact that toxic chemicals from the CCPs can dissolve in water, and this polluted water can spread underground, contaminating both groundwater and surface waters. The present work investigated the fabrication and characterization of ceramic products made from Asa Branca granite powder with the addition of products generated by the combustion of mineral coal in a power plant. The microstructure and some physical and mechanical properties of these parts were evaluated. The materials used were Asa Branca Granite and a mixture of CCPs supplied by EDP (Energia de Portugal) which were added in the concentrations of 10, 20 and 30% wt. to the granite matrix. The following techniques were used for the characterization of the materials: X-ray diffraction, X-ray fluorescence, Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetric Analysis (TGA). Determination of physical properties was performed by means of Surface Contraction and Weight Loss tests; Water Absorption and Vickers Microhardness. The results showed that the use of products generated by the combustion of coal as reinforcements for the parts made from Asa Branca Granite powder is technically viable.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O aproveitamento de resÃduos provenientes da extraÃÃo do granito para a produÃÃo de revestimentos cerÃmicos vem sendo proposto como uma alternativa para combater o desperdÃcio de matÃria-prima na indÃstria de rochas ornamentais. Por outro lado, durante a queima de carvÃo mineral em usinas termoelÃtricas, sÃo gerados vÃrios tipos de resÃduos ou subprodutos, chamados de produtos da combustÃo do carvÃo mineral (PCCÂs). Atualmente, tais materiais tÃm sido alvo de estudos, por apresentarem diversas aplicaÃÃes tecnolÃgicas, como na fabricaÃÃo de peÃas cerÃmicas. Este trabalho teve como objetivo analisar a viabilidade tÃcnica da utilizaÃÃo dos resÃduos do granito Asa Branca (RGAB) como matÃria prima, adicionados aos Produtos da CombustÃo do CarvÃo Mineral (PCCâs) como fase reforÃo, na fabricaÃÃo de corpos de prova cerÃmicos. Os materiais utilizados foram granito Asa Branca (RGAB) e os Produtos da CombustÃo do CarvÃo mineral (PCCÂs), nas concentraÃÃes de 0%p, 5%p, 10%p, 15%p, 20%p, 25%p e 30%p de PCCÂs. Para a caracterizaÃÃo das matÃrias primas e das amostras foram utilizadas as tÃcnicas de: DifraÃÃo de Raios-X, FluorescÃncia de Raios-X, Microscopia EletrÃnica de Varredura, AnÃlise termogravimÃtrica e tÃrmica diferencial. Para a determinaÃÃo das propriedades fÃsicas e mecÃnicas foram realizados os ensaios de RetraÃÃo Linear de Queima (RQL); AbsorÃÃo de Ãgua, Porosidade Aparente, Massa EspecÃfica Aparente, Microdureza Vickers e ResistÃncia à compressÃo diametral. Os resultados obtidos permitem concluir que o uso do rejeito do Granito Asa Branca com a adiÃÃo de PCCÂs para a fabricaÃÃo de revestimento cerÃmico à bastante viÃvel. / The use of residues from the extraction of granite for the production of ceramic tiles has been proposed as an alternative to reduce the waste of raw material in the dimension stone industry. Moreover, during the burning of coal in power plants, are generated various kinds of waste or by-product called combustion of coal (CCPÂs.). Currently, such materials have been investigated, by presenting various technological applications, such as in the manufacture of ceramic. This study aimed to investigate the feasibility of using waste granite Asa Branca (RGAB) as raw material, added to the Products of Combustion of Coal (CCPs) as phase reinforcement in the manufacture of ceramic tiles with low water absorption for the construction industry. The materials used were granite Albite granite (GRAB) and the products of combustion of coal (CCP's) in concentrations of 0% wt, 5% wt, 10% wt, 15% wt, 20%wt, 25%wt and 30 wt% of CCP's. For the characterization of raw materials and samples were used techniques: X-ray diffraction, X-Ray Fluorescence, Scanning Electron Microscopy, thermogravimetric and differential thermal analysis. To determine the physical and mechanical properties were performed testing retraction Linear Burn (RQL); Water Absorption, Apparent Porosity, Apparent Density, Microhardness Vickers and resistance diametrical compression. The results showed that the use of waste of Albite granite granite with the addition of CCP's for ceramic tile manufacturing is quite feasible